- •1.Определение функции. Способы и задание функции. Предел функции стремящимся к x0 и плюс минус бесконечности
- •2. Односторонние пределы .
- •4. Первый классический предел
- •6. Бесконечно малая функция
- •7.Сравнение бесконечно малых функций
- •8. Определение непрерывности функции Точки разрыва
- •13.Определение и геометрический смысл дифференциалов
- •14.Приближённое вычисление с помощью дифференциалов
- •16. Понятие дифференцируемости функции данной точки . Связь между понятие дифференцированности и непрерывности
- •17.Теорема Ферма
- •18.Теорема Ролля
- •19. Теорема Лагранжа
- •21. Правила лопиталя
- •22. Признаки монотонности функции
- •23.Достаточные условия локального экстремума
- •24. Необходимое условие локального экстремума Необходимые условия существования локальных экстремумов[править]
- •25. Направление выпуклости и вогнутости графиков функции 26. Точка перегиба графика функции. Необходимое и достаточное условие точки перегиба 27. Асимптоты графика функции
- •28. Понятие первообразной неопределенной функции 29. Основные свойства неопределенного интеграла
- •30. Интегрирование методом замены переменной
- •31. Интегрирование неопределенного интеграла по частям
- •32. Интегрированы рациональной функции
- •33. Интегрирование геометрической функции
14.Приближённое вычисление с помощью дифференциалов
Приближённые вычисления с помощью дифференциала
Формулу
задающую определение дифференциала, можно записать в виде приближённого равенства
если считать (при малых ) значение бесконечно малой величинымного меньшим, чем. Переносяв правую часть, получаем:
где . С учётом выражения дифференциала через частные производные, находим, что
Эту формулу можно применять для приближённого вычисления значений функции в точках, если известны значенияи её частных производныхв точке. 15.Производные и дифференциалы высших порядков
Производные и дифференциалы высших порядков
Пусть производная некоторой функции f дифференцируема. Тогда производная от производной этой функции называется второй производной функции f и обозначается f". Таким образом,
f"(x) = (f'(x))'.
Если дифференцируема (n - 1)-я производная функции f, то ее n-й производной называется производная от (n - 1)-й производной функции f и обозначается f(n). Итак,
f(n)(x) = (f(n-1)(x))', n ϵ N, f(0)(x) = f(x).
Число n называется порядком производной.
Дифференциалом n-го порядка функции f называется дифференциал от дифференциала (n - 1)-го порядка этой же функции. Таким образом,
dnf(x) = d(dn-1f(x)), d0f(x) = f(x), n ϵ N.
Если x - независимая переменная, то
dx = const и d2x = d3x = ... = dnx = 0.
В этом случае справедлива формула
dnf(x) = f(n)(x)(dx)n.
16. Понятие дифференцируемости функции данной точки . Связь между понятие дифференцированности и непрерывности
17.Теорема Ферма
18.Теорема Ролля
19. Теорема Лагранжа
Теорема. Пусть функция дифференцируема в открытом промежутке и сохраняет непрерывность на концах этого промежутка. Тогда существует такая точка , что (13)
Доказательство. Рассмотрим вспомогательную функцию
Эта функция непрерывна и дифференцируема в промежутке , а на его концах принимает одинаковые значения:
Тогда удовлетворяет всем условиям теоремы Ролля и, следовательно, существует точка , в которой производная функции равна нулю:
Следствие 1. В частном случае, когда , из теоремы Лагранжа вытекает, что существует точка, в которой производная функцииравна нулю:. Это означает, что теорема Лагранжа является обобщением теоремы Ролля.
Следствие 2. Если во всех точках некоторого промежутка, тов этом промежутке.
Действительно, пусть и– произвольные точки промежуткаи. Применяя теорему Лагранжа к промежутку, получим
Однако во всех точках промежутка. Тогда
Учитывая произвольность точек и, получаем требуемое утверждение.
Геометрическая интерпретация теоремы Лагранжа. Разностное отношение в правой части формулы (13) есть угловой коэффициент секущей, проходящей через точки и, а производнаяравна угловому коэффициенту касательной к графику функциив некоторой средней точке промежутка. Поэтому за теоремой Лагранжа закрепилось название “теорема о среднем”.
Рис. 6. Теорема Лагранжа устанавливает условия существования хотя бы одной точки c, в которой касательная к графику функции параллельна секущей AB. Таких точек может быть несколько.
Физическая интерпретацию теоремы Лагранжа. Пусть функция описывает смещение частицы из начального положения в зависимости от времени x ее движения по прямой. Тогда разностное отношение
представляет собой среднюю скорость движения частицы за промежуток времени , а производная –мгновенную скорость движения частицы в момент времени c. Существует такой момент времени, в который мгновенная скорость движения равна средней скорости.
Отметим, что формула (13) сохраняет свою справедливость и при b < a. Если применить теорему Лагранжа к промежутку и представить значение c в виде
где то формула (13) примет вид(14)
Равенство (14) дает точное значение для приращения функции при конечном значении приращения аргумента и называется формулой конечных приращений. Единственным недостатком этой замечательной формулы является присутствие в ней неопределенного числа θ. 20. Теорема Коши